Исследование эффекта блокированиярадиоприёмногоустройства

Цельработы

Целью данной работы является исследование эффекта блокирования происходящее на выходе РПУ

 

Краткие теоретическиесведения

Восприимчивость приёмника, как его свойство реагировать на непреднамеренную электромагнитную помеху (НЭМП), определяется частотной избирательностью, которая представляет собой зависимость амплитуды помехи на входе от ее частоты при фиксированном отношении помеха/шум, либо амплитуде информационного сигнала, либо значений

одного из коэффициентов.

Характеристика частотной избирательности (ХЧИ) по блокированию представляет собой зависимость амплитуды мешающего сигнала на входе от частоты этого гармонического сигнала при одновременном воздействии

полезного сигнала и при заданном значении коэффициента блокирования.Коэффициент блокирования – отношение разности уровней сигнала на выходе радиоприемника при отсутствии и при наличии радиопомехи на его входе к уровню этого сигнала при отсутствиирадиопомехи:

                          (3.2.1)

где U с

, U п

- входные амплитуды сигнала и помехи соответственно;

При отсутствии блокирования Кбл=0, при полном блокировании Кбл=1.Значения коэффициента блокирования, соответствующие допустимому изменению уровню сигнала на выходе приемника лежат в пределах 0,3¸0,5[1].

Описание лабораторной установки

Функциональная схема установки изображена на рисунке 3.3.1:

Рисунок 3.3.1 - Функциональная схема установки для исследования эффекта блокирования РПУ.

Схема включает в себя:

- ГС 1 – источник сигнала (рис.3.3.2);

- ГС 2 – источника сигнала имитирующий помеху (рис.3.3.3);

- РПУ – супергетеродинныйприёмник;

- Анализатор сигнала (осциллограф).

Сигнал модулируется по амплитуде внутренним модулятором ГС 1, помеха не модулирована. В сумматоре проводится сложение сигнала и помехи, откуда далее полученный сигнал поступает в приемник. К низкочастотному выходу приемника подключен анализатор сигнала для визуальной регистрации эффекта блокирования.

 

 

 

Рисунок 3.3.2 – Эпюра амплитудно-модулированногосигнала.

 

 

Рисунок 3.3.3 - Эпюра напряжения немодулированнойпомехи.

Лабораторная работа выполнена в программной среде SystemVue.

Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться с программой моделирования процессов SystemVue.

2)Изучить функциональную схему устройства лабораторнойработы

3)Собрать лабораторный макет согласно блок схеме рис.3.4.1

4)Снять значения эпюр напряжений, с анализатора сигнала на выходе РПУ, зафиксировать значения U_{Σ вых}.

5)Рассчитать коэффициент блокирования по формуле(3.2.1).

6)Построить графики зависимость амплитудной характеристики РПУ по блокированиюК_бл= φ (U _пвх)

7)Построить график зависимости амплитуды выходного сигнала от частоты помехи U_{Σ вых}= φ (f _пвх)

 

 

 

Рисунок 3.4.1 - Лабораторная установка собранная в SystemVue

1–Генератор информационного амплитудногосигнала, 2-Генератор немодулированной, синусоидальнойпомехи,3- Сумматор сигналов,

4– Супергетеродинный приёмник, 5- Демодулятор, 6-Анализатор сигналов выходе приёмника.

Собрать метасистему информационно амплитудно-модулированного сигнала можно по следующей схеме (рис. А 3.4.2):

 

Рисунок 3.4.2 – Блок схема генератора информационного амплитудного сигнала.

1– Источник модулирующего сигнала,2–Источник несущего сигнала,

3– Сумматор,4– Умножитель, 5,6 – Выход метасистемы.

 

Входное напряжение сигнала принять равной U _cвх=0.3 В. Частоту сигнала f _с=25 кГц. Для этого, дважды щелкнув левой клавишей мышки по функциональному блоку, имитирующему генератор информационного сигнала.На рабочем поле программы откроется окно «Источник сигнала» рисунок 3.4.3:

 

Рисунок 3.4.3 – Выбор типа источника сигнала

 

 

 

Рисунок 3.4.4–Выбор параметров источника сигнала

В поле «Amplitude [ v ]» выставляется желаемая амплитуда несущего сигнала, в поле «Frequency [ Hz ]» - его частота, в поле «PHASE (deg)» - начальная фаза. Несущий сигнал генерируется синусоидальным источником. Несущий сигнал перемножается с модулирующей  в перемножителе.

Частота помехи отличается от частоты сигнала. Параметры источника помехи изменяются так же, как и у источника сигнала. Помеха не модулирована.Увеличивая входное напряжение помехи, будем следить за изменением суммарного (сигнал и помеха) напряжения на выходе РПУ

В качестве РПУ выберем супергетеродинный приемник, реализованный по схеме (рисунок 3.4.5).

6

Рисунок 3.4.5– Блок-схема супергетеродинный приёмник

1 – Усилитель, 2 – Смеситель,3–Полосовой фильтр,4–Усилитель,

5– Пиковый детектор, 6 –ФНЧ, 7 – Гетеродин.

Демодулятор приёмника представлен на рис. 3.4.6

Рисунок 3.4.6 – Блок – схема демодулятора приёмника

1– Вход метасистемы,2– Пиковый детектор, 3 –ФНЧ,

4 – Выход метасистемы

После запуска системы (нажатие кнопки), необходимо нажать на кнопку «Analysis Window».

 

 

Получить эпюры, дающие наглядное представление о характере сигналов и их проходимости через тракт РПУ. Значение амплитуды можно узнать, наведя курсор мыши на эпюру. Величина отображается в верхнем правом углу окна «SystemVue Analysis».

Данные измерений занесены в табл.3.4.1.

При незначительных напряжениях  выходной сигнал  изменяется слабо и не имеет искажений, а при дальнейшем увеличений  , сигнал на выходе сначала искажается, а затем начинается уменьшаться по амплитуде. 

Рассчитать коэффициент блокирования по формуле:

(3.4.1)

     Полученные значения  занести таблицу 3.4.1.

Продолжение таблицы 3.4.1:

 

№
1
2
3
4
5

 

Построить график блокирования РПУ в виде зависимости  = φ(

при = const.

Оставляя частоту и амплитуду входного сигнала постоянной, необходимо увеличивать частоту помехи в пределах полосы пропускания РПУ при постепенном повышении U_пвх. с шагом в 100мВ. Шаг перестройки, частоты помехи, принять равным 0,04 кГц.. Данные измерений записать в таблицу3.4.2.

 

Таблица3.4.2

 

№	f пвх, МГц	U Σ вых
1
2
3
4
5

 

Построить график зависимости  = φ(  при = const.

3.5 Домашнеезадание

Изучение теоретического материала по блокированию сигнала и процессу построения радиоприемного тракта на гетеродинной основе.

Требование к отчету:

По результатам лабораторной работы каждому студенту необходимо составить индивидуальный отчет, обязательно содержащий:

     1. Краткие теоретические сведения.

     2. Функциональную схему установки для исследования эффекта блокирования в РПУ

     3. Формула расчета К_бл.

     4. Заполнение таблицы со снятыми и рассчитанными значениями.

5. Иллюстративный материал зависимостей К_{бл =} φ(U_пвх), = φ(f_пвх).

6. Выводы по работе

Примечание:

В качестве источника помехи допускается использование функции косинуса. Возможные варианты, исследования эффекта блокирования для студентов отображены в таблице 3.5.1.

 

 

Таблица 3.5.1

 

№	f c, кГц	f п, кГц	U cвх,В	U пвх,В
1	25	25,025	1	0,5
2	25	25,017	0,9	0,5
3	25	25,022	0,96	0,55
4	25	25,031	1,1	0,57
5	25	25,015	0,9	0,5
6	25	25,032	1,2	0,75
7	25	25,022	0,96	0,55
8	25	25,026	1	0,5
9	25	25,037	1,2	0,6
10	25	25,023	0,97	0,56
11	25	25,034	1,1	0,59
12	25	24,022	0,96	0,55

3.6 Контрольные вопросы

1. Что такое восприимчивость радиоприёмногоустройства?

2. Что означает термин основной канал приёмарадиоприёмника?

3. Поясните эффект блокирования радиоприемного устройства помехой.

4. Что такое коэффициент блокированияРПУ?

5. Что является критерием качественного показателя при блокировании РПУпомехой?

6. В каких пределах и единицах измеряетсяК_бл?

Списоклитературы

1. Ефанов В. И., Тихомиров А. А. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем: учебное пособие / Ефанов В. И., Тихомиров А. А. — ТУСУР,2012.

2. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи: Пер. с англ. Вып. 1 / Под ред. А. И. Сапгира.  М.: Сов. радио, 1977. 348с

3. Емельянов В.Е., Солозобов М.Е. Теория и методы оценки электромагнитного взаимодействия РЭО: пособие по выполнению лабораторных работ / Емельянов В.Е., Солозобов М.Е. — МГТУ ГА,2014.

4. ЗлатинИ.В. SystemVue 6.0 (SystemVue). Системное проектирование радиоэлектронных устройств. / Agilent Technologies – Москва2006г.